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INGEGNERIA GENETICA  8

Post n°78 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

Negli eucarioti, il DNA si dispone all'interno del 

 nucleo in strutture chiamate  cromosomi .Negli altri organismi,

privi di nucleo, esso può essere organizzato in cromosomi o meno.

All'interno dei cromosomi, le proteine della cromatina

(come gli istoni) permettono di compattare e controllare

la trascrizione dei geni.

RNA= L'acido ribonucleico (RNA o ARN) è un  polimero organico,

 risultante dalla polimerizzazione di ribonucleotidi.

Chimicamente l'RNA è molto simile al DNA. Anch'esso è

una catena polinucleotidica contenente quattro nucleotidi

diversi. Le molecole di RNA differiscono da quelle di DNA perché:

contengono lo zucchero ribosio(con un gruppo OH

 legato al carbonio 2') anziché il deossiribosio (da qui il nome)

sono di solito a singolo filamento, anziché a filamento doppio.

Le molecole di RNA vengono sintetizzate attraverso un

processo, conosciuto come   trascrizione  del DNA,

 dove un filamento di DNA viene ricopiato nel

corrispondente filamento di RNA

Vi sono tre tipi di RNA comuni a tutti gli organismi

cellulari.

mRNA(messaggero) che contiene l'informazione

 per la sintesi delle  proteine

rRNA(RNA ribosomale), che entra nella

 struttura dei ribosomi

tRNA(RNA transfer) necessario per la traduzione

 nei ribosomi.

Negli eucarioti abbiamo anche:

hnRNA(RNA eterogeneo nucleare) che deve subire

una maturazione per divenire mRNA;

snRNA(piccolo RNA nucleare) necessario per

la maturazione dell'HnRna

La sintesi dell'RNA è molto simile a quella del DNA.

 La  RNA polimerasi non richiede però un innesco.

La trascrizione può iniziare solo presso una sequenza

 detta promotore e termina in presenza di altre sequenze particolari.

È stata avanzata l'ipotesi che l'RNA abbia assunto un ruolo

 chiave negli organismi primitivi prima del DNA.

A favore di tale ipotesi c'è la capacità catalitica di alcune

 molecole di RNA (ribozimi).

mRNA su questo viene trascritta l'informazione genetica

che poi verrà utilizzata per svariati usi.

una delle  basi la timina, è sostituita dall' uracile (U).

 In questo caso è l'uracile a legarsi all'adenina mentre

la guanina si lega sempre alla citosina.

 
 
 

INGEGNERIA GENETICA  7

Post n°77 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

*DNA= L'acido desossiribonucleico o deossiribonucleico

(DNA) è un  acido nucleico che contiene le informazioni 

genetiche necessarie alla  biosintesi di RNA e proteine,

molecole indispensabili per lo sviluppo ed il corretto

funzionamento della maggior parte degli organismi viventi.

Dal punto di vista chimico, il DNA è un polimero organico

costituito da  monomeri chiamati nucleotidi Tutti i nucleotidi

sono costituiti da tre componenti fondamentali: un  gruppo

 fosfato il deossiribosio (zucchero pentoso) e una  basa

azotata che si lega al deossiribosio con legame –L glicosidico.

 Quattro sono le basi azotate che possono essere utilizzate

 nella formazione dei nucleotidi da incorporare nella molecola

di DNA: adenina,  guanina  citosina e timina.

La disposizione in sequenza di

 queste quattro basi costituisce

 l'informazione genetica, leggibile

attraverso il codice genetico,

che ne permette la traduzione

 in  aminoacidi .Il processo di

 traduzione genetica (comunemente

chiamata sintesi proteica) è possibile

 solo in presenza di una molecola

 intermedia di RNA, generata

attraverso la trascrizione del DNA.

Tale processo non genera solo filamenti di RNA destinati

 alla traduzione, ma anche frammenti già in grado di svolgere

svariate funzioni biologiche (ad esempio all'interno dei ribosomi,

 dove l’RNA ha una funzione strutturale). L'informazione

genetica è duplicata prima della divisione cellulare,

attraverso un processo noto come replicazione DNA,

che evita che si perda informazione durante le generazioni.

Negli eucarioti, il DNA si dispone all'interno del  nucleo

in strutture chiamate  cromosomi .Negli altri organismi,

privi di nucleo, esso può essere organizzato in cromosomi

 o meno. All'interno dei cromosomi, le proteine della

 cromatina (come gli istoni) permettono di compattare

e controllare la trascrizione dei geni.

 
 
 

INGEGNERIA GENETICA  6

Post n°76 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

Gli OGM vengono spesso indicati come organismi transgenici:

l'associazione tra i due termini è imprecisa: infatti si parla di  

tran genesi esclusivamente nel caso di inserimento di geni

esogeni all'interno di un dato organismo, mentre risultano

essere OGM anche quegli organismi la cui modifica non prevede

 l'inserimento di materiale genetico esterno. Ad esempio

inserendo un gene di banano in un banano con le tecniche

 del  DNA ricombinate si genera un OGM cisgenico; viceversa

inserendo ad esempio il gene di un animale o di un batterio

 in un vegetale si ha un OGM transgenico. Stesso discorso per

 l'eliminazione, tramite tecniche di biologia molecolare, di un

 frammento di DNA dal genoma di un organismo.

Tecniche principali= Ai fini della definizione di OGM data dalla

 Direttiva 2001/18/CE, sono considerate tecniche che hanno come

 risultato un organismo geneticamente modificato:tecniche

di ricombinazione del materiale genetico che comportano

 la formazione di nuove combinazioni mediante inserimento in un

  vettore di molecole di DNA, RNA o loro derivati, nonché

 il loro inserimento in un organismo ospite nel quale non

compaiono per natura, ma nel quale possono replicarsi in

 maniera continua;

tecniche che comportano l'introduzione diretta in un organismo

di materiale ereditabile preparato al suo esterno, tra cui

la microiniezione, la macroiniezione e il microincapsulamento;

fusione cellulare (inclusa la fusione di protoplasti) o tecniche

di ibridazione per la costruzione di cellule vive, che presentano

nuove combinazioni di materiale genetico ereditabile, mediante

la fusione di due o più cellule, utilizzando metodi non naturali.

Sono esclusi dalla definizione gli organismi ottenuti per mutagenesi 

 o fusione cellulare di cellule vegetali di organismi che possono

scambiare materiale genetico anche con metodi di riproduzione

tradizionali, a condizione che non comportino l'impiego di

 molecole di  acido nucleico ricombinante.

 
 
 

INGEGNERIA GENETICA 5

Post n°75 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

*Clonaggio= Clonaggio, con riferimento a frammenti di DNA, è un termine che descrive una serie di tecniche ricombinanti con le quali è possibile ottenere più copie di una determinata sequenza  nucleotidica  non necessariamente di natura genica. Esistono essenzialmente due tecnologie di clonaggio: la prima, anche in ordine temporale (risale agli anni '70), utilizza per il clonaggio del DNA gli enzimi di restrizione e vettori di  clonazione una classe molto varia di molecole di DNA naturali o artificiali, che consiste nell'isolamento di una parte di DNA, nella sua inserzione in un vettore autonomo (tipicamente un plasmide) e nella produzione di un clone trasformato con il costrutto risultante (vettore con gene o vettore ricombinante). Per eseguire questo esperimento è necessario isolare il frammento d'interesse con enzimi di restrizione o primer specifici e separarlo mediante elettroforesi su  gel di agarosio; dopo il gene viene

inserito in un vettore per il trasferimento mediante reazione di ligasi. Il vettore così ottenuto viene inserito nella cellula ospite, che viene coltivata in terreni selettivi. La buona riuscita dell'esperimento comporta la sintesi della  proteina corrispondente del gene inserito.

Un secondo tipo di clonaggio, oggi ampiamente più usato e che ha rivoluzionato la biologia molecolare, con la messa a punto della reazione a catena della  polimerasi o PCR. In breve questa tecnica sfrutta la reazione catalizzata in vivo dall'enzima DNA polimerasi, durante la duplicazione semiconservativa del DNA, per realizzare clonaggi in vitro di qualsiasi f Questi metodi sono utili per ottenere quantità sufficienti di DNA per studiarne le caratteristiche, oppure trasferendolo da un organismo all'altro per produrre sostanze utili, per esempio per produrre l insulina umana per la cura del diabete.

Il clonaggio genico permette di isolare uno o più geni dal resto del genoma di appartenenza e produrne un enorme numero di copie affinché possano essere studiati (per esempio sequenziati o espressi) indipendentemente.

OGM= Un organismo geneticamente modificato (OGM) è un essere  vivente che possiede un  patrimonio genetico modificato tramite tecniche di  ingegneria genetica che consentono l'aggiunta, l'eliminazione o la modifica di elementi genici  Nonostante le modificazioni ed il trasferimento di materiale genetico avvengano in natura in molteplici occasioni e tali processi "naturali" siano all'origine della diversità della vita sulla terra, con il termine Organismo Geneticamente Modificato si intende solamente un individuo le cui modificazioni genetiche siano state operate dall'uomo attraverso moderne tecniche di ingegneria genetica

 
 
 

INGEGNERIA GENETICA  4

Post n°74 pubblicato il 29 Maggio 2008 da ganganku
 

APPLICAZIONI  INDUSTRIALI

Il primo farmaco ottenuto ingegnerizzando un sistema vivente (batterico)

è stato l' insulina approvato dalla FDA nel 1982 Anche l'ormone della

crescita umano, precedentemente estratto dai cadaveri, fu rapidamente

ingegnerizzato. Nel 1986 la FDA approvò il primo vaccino umano

ricombinante, contro l'EPATITE B. La produzione industriale

di farmaci utilizzando i sistemi viventi come  bireattori si è da allora

largamente diffusa, diventando attualmente la via preferita di sintesi

di numerosi farmaci, in particolare per il costo di produzione

relativamente basso.

La produzione di molecole attraverso sistemi biologici è oggi

ampiamente

 sfruttato anche nell'industria alimentare: per la produzione di alimenti 

 neutraceutici arricchiti cioè con alcune molecole, si può servire

di sistemi biologici modificati di specie vegetali e animali.

La GFP e la BFP (Blue Fluorescent Protein) evidenziano la disposizione

 delle proteine componenti il fuso mitotico (GFP) e lo scaffold dei

cromosomi (BFP) durante una mitosi.

Studi di gain of function (dall'inglese, acquisizione di funzione).

Si tratta della logica controparte della produzione di knock-out.

 Sono spesso portati avanti insieme ai knock-out per valutare

in modo più fine la funzione dei geni in esame. I procedimenti

che vengono svolti per introdurre una mutazione

''gain of function sono molto simili a quelli utilizzati

 per produrre knock-out. In questo caso il costrutto

 porterà con se alcuni accorgimenti tali da incrementare

l'espressione della proteina (come ad esempio un  promotore forte).

*Gene=  Il gene è l'unità  ereditaria degli organismi viventi. I geni sono

 contenuti nel genoma di un organismo, che può essere composto di 

 DNA o di RNA, e dirigono lo  sviluppo fisico e comportamentale

 dell'organismo. La maggior parte dei geni codifica  proteine che

sono le macromolecole maggiormente coinvolte nei processi 

 biochimici e  metabolici della cellula. Molti geni non codificano

proteine, ma producono RNA non codificante, che può giocare

 un ruolo fondamentale nella  biosintesi delle proteine e

 nell'espressione genetica.

La maggior parte del contenuto dei geni, perlomeno negli eucarioti,

 non viene in ogni caso tradotto ma può coordinare la stessa

espressione genica. Tra queste regioni figurano i promotori i

  terminatorie gli introni, sequenze non tradotte che spaziano

gli esoni, poi eliminate attraverso la maturazione del trascritto

 primario (in inglese splicing).

*Clonaggio= Clonaggio, con riferimento a frammenti di DNA,

 è un termine che descrive una serie di tecniche ricombinanti

con le quali è possibile ottenere più copie di una determinata

sequenza  nucleotidica  non necessariamente di natura genica.

Esistono essenzialmente due tecnologie di clonaggio: la prima,

anche in ordine temporale (risale agli anni '70), utilizza per il

clonaggio del DNA gli enzimi di restrizione e vettori di  clonazione

 una classe molto varia di molecole di DNA naturali o artificiali,

che consiste nell'isolamento di una parte di DNA, nella sua inserzione

 in un vettore autonomo (tipicamente un plasmide) e nella produzione

 di un clone trasformato con il costrutto risultante

(vettore con gene o vettore ricombinante). Per eseguire questo

esperimento è necessario isolare il frammento d'interesse con

 enzimi di restrizione o primer specifici e separarlo mediante

 elettroforesi su  gel di agarosio; dopo il gene viene inserito

 in un vettore per il trasferimento mediante reazione di ligasi.

Il vettore così ottenuto viene inserito nella cellula ospite,

che viene coltivata in terreni selettivi. La buona riuscita

dell'esperimento comporta la sintesi della  proteina

corrispondente del gene inserito.

rivoluzionato la biologia molecolare, con la messa a punto della

reazione a catena della  polimerasi o PCR.

In breve questa

tecnica sfrutta la reazione catalizzata in vivo dall'enzima

DNA polimerasi, durante la duplicazione semiconservativa

del DNA, per realizzare clonaggi in vitro di qualsiasi f Questi

metodi sono utili per ottenere quantità sufficienti di DNA per

studiarne le caratteristiche, oppure trasferendolo da un organismo

all'altro per produrre sostanze utili, per esempio per produrre

 l insulina umana per la cura del diabete.

Il clonaggio genico permette di isolare uno o più geni dal resto

 del genoma di appartenenza e produrne un enorme numero

di copie affinché possano essere studiati

(per esempio sequenziati o espressi) indipendentemente.

APPLICAZIONI  INDUSTRIALI

Il primo farmaco ottenuto ingegnerizzando un sistema vivente (batterico)

è stato l' insulina approvato dalla FDA nel 1982 Anche l'ormone della

crescita umano, precedentemente estratto dai cadaveri, fu rapidamente

ingegnerizzato. Nel 1986 la FDA approvò il primo vaccino umano

ricombinante, contro l'EPATITE B. La produzione industriale

di farmaci utilizzando i sistemi viventi come  bireattori si è da allora

largamente diffusa, diventando attualmente la via preferita di sintesi

di numerosi farmaci, in particolare per il costo di produzione

relativamente basso.

La produzione di molecole attraverso sistemi biologici è oggi

ampiamente

 sfruttato anche nell'industria alimentare: per la produzione di alimenti 

 neutraceutici arricchiti cioè con alcune molecole, si può servire

di sistemi biologici modificati di specie vegetali e animali.

La GFP e la BFP (Blue Fluorescent Protein) evidenziano la disposizione

 delle proteine componenti il fuso mitotico (GFP) e lo scaffold dei

cromosomi (BFP) durante una mitosi.

Studi di gain of function (dall'inglese, acquisizione di funzione).

Si tratta della logica controparte della produzione di knock-out.

 Sono spesso portati avanti insieme ai knock-out per valutare

in modo più fine la funzione dei geni in esame. I procedimenti

che vengono svolti per introdurre una mutazione

''gain of function sono molto simili a quelli utilizzati

 per produrre knock-out. In questo caso il costrutto

 porterà con se alcuni accorgimenti tali da incrementare

l'espressione della proteina (come ad esempio un  promotore forte).

*Gene=  Il gene è l'unità  ereditaria degli organismi viventi. I geni sono

 contenuti nel genoma di un organismo, che può essere composto di 

 DNA o di RNA, e dirigono lo  sviluppo fisico e comportamentale

 dell'organismo. La maggior parte dei geni codifica  proteine che

sono le macromolecole maggiormente coinvolte nei processi 

 biochimici e  metabolici della cellula. Molti geni non codificano

proteine, ma producono RNA non codificante, che può giocare

 un ruolo fondamentale nella  biosintesi delle proteine e

 nell'espressione genetica.

La maggior parte del contenuto dei geni, perlomeno negli eucarioti,

 non viene in ogni caso tradotto ma può coordinare la stessa

espressione genica. Tra queste regioni figurano i promotori

  terminatorie gli introni, sequenze non tradotte che spaziano

gli esoni, poi eliminate attraverso la maturazione del trascritto

 primario (in inglese splicing).

 
 
 
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